5.1 认识常用电磁铁（课件）-《电工基本电路安装与测试》同步精品课堂(高教版·第2版)

项目5 认识变压器与电动机 5.1 认识常用电磁铁 《电工基本电路安装与测试》（高教版•第2版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.理解磁的基本概念与电流磁效应原理。 2.掌握常用电磁铁类型、符号及功能。 能力目标 1.能够运用安培定则判断磁场方向。 2.学会分析电磁铁在实际中的应用场景。 情感目标 1.培养学生对电磁现象的探究兴趣。 2.增强学生将物理知识应用于实践的意识。 项目5 认识变压器与电动机 导入情景 01 新知学习 02 一.任务准备 1.磁的基本知识 (1)磁体 物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。 具有磁性的物体称为磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体。 特点 新知学习 02 一.任务准备 1.磁的基本知识 (2)磁极 磁体两端磁性最强的区域称为磁极。实验证明:任何磁体都有两个磁极，磁针经常指向北方的一端称为北极，用字母N表示;磁针经常指向南方的一端称为南极，用字母S表示， 定义 新知学习 02 一.任务准备 1.磁的基本知识 (3)磁的相互作用 磁极之间存在相互作用力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 相互作用 新知学习 02 一.任务准备 1.磁的基本知识 (4)磁场 磁极之间存在的相互作用力是通过磁场传递的。磁场是磁体周围存在的特殊物质。场与电场一样是一种特殊物质。磁场也有方向。在磁场中某点放一个能自由转动的小磁针，小磁针静止时 N极所指的方向，就是该点的磁场方向。 相互作用 新知学习 02 一.任务准备 2.磁感线 磁体两极处，铁屑聚集最多，说明磁性最强;而在磁体中部铁屑聚集较少，说明磁性较弱。这种形象地描绘磁场的曲线称为磁感线，也称磁力线。 特征 新知学习 02 一.任务准备 2.磁感线 磁感线具有以下几个特征 (1)磁感线是互不相交的闭合曲线，在磁铁外部，磁感线从N极到S极;在磁铁内部，磁感线从S极到N极。 (2)磁感线的疏密反映磁场的强弱。磁感线越密表示磁场越强，磁感线越疏表示磁场越弱。 (3)磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。 新知学习 02 一.任务准备 3.电流的磁效应 通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。 电流的磁效应说明:磁场是由电荷运动产生的。 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的 新知学习 02 一.任务准备 3.电流的磁效应 安培定则也称右手螺旋定则 (1)直线电流的磁场 磁感线方向与电流的关系用安培定则判断:用右手握住通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向， 新知学习 02 一.任务准备 3.电流的磁效应 (2)通电螺线管的磁场 用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向通电螺线管的N极，如图5.12 所示。 新知学习 02 一.任务准备 4.磁场的基本物理量 (1)磁通 磁通是定量地描述磁场在一定面积的分布情况的物理量。 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数，称为通过该面积的磁通量，简称滋通，用字母 φ表示。磁通的单位是 Wb。 基本物理量 新知学习 02 一.任务准备 4.磁场的基本物理量 (2)磁感应强度 磁感应强度是定量地描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量。 与经场方向委直的单位面积上的磁通，称为磁感应强度，也称磁通密度，用字母8表示、磁感应强度的单位是T。 基本物理量 新知学习 02 一.任务准备 4.磁场的基本物理量 (3)磁导率 磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用字母μ表示，单位是 H/m。不同的媒介质有不同的磁导率。实验测定，真空中的磁导率是一个常数，用表示，即 负序或逆序 新知学习 02 一.任务准备 4.磁场的基本物理量 (3)磁导率 为了便于比较各种物质的导磁性能，任意物质的磁导率μ与真空磁导率比值称为相对磁导率，用么表示，即 基本物理量 新知学习 02 一.任务准备 4.磁场的基本物理量 (4)磁场强度 磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度与媒介质磁导率的比值，用公式表示为 磁场强度的单位是 A/m。 基本物理量 新知学习 02 二.任务实施 1.认识常用电磁铁 (1)制动电磁铁 类型 新知学习 02 二.任务实施 1.认识常用电磁铁 (2)牵引电磁铁 牵引电磁铁主要用来牵引机械装置，以执行自动控制任务，常用型号有MQ1、MQ2系列。 新知学习 02 二.任务实施 1.认识常用电磁铁 (3)阀用电磁铁 阀用电磁铁利用磁力推动阀芯，从而达到阀口开启、关闭图5.16MQ2系列牵引电磁铁或换向的目的，常用型号有 MFJ1.H系列。 新知学习 02 二.任务实施 1.认识常用电磁铁 (4)起重电磁铁 起重电磁铁用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等导磁材料，或用作电磁机械手夹持钢铁等导磁材料。 作用： 新知学习 02 二.任务实施 2.识读电磁铁的符号 符号 新知学习 02 三.任务拓展 1.电磁铁的选用 (1)根据机械负载的要求选择电磁铁的种类和结构形式。 (2)根据控制系统电压选择电磁铁线圈电压。 (3)电磁铁的功率应不小于制动或牵引功率。 原则： 新知学习 02 三.任务拓展 2.电磁铁的安装与维护 (1)安装前应清除灰尘和杂物，并检查衔铁有无机械卡阻。 (2)电磁铁要牢固地固定在底座上，并将紧固螺钉下方的弹簧垫圈锁紧 (3)电磁铁应按接线图接线，并接通电源，检查衔铁动作是否正常以及有无噪声。 注意： 新知学习 02 三.任务拓展 3.铁磁性材料的磁化 像铁钉这种本来不具备磁性的物质，在外磁场作用下产生磁性的现象称为磁化 定义： 新知学习 02 三.任务拓展 4.铁磁性材料的分类 (1)硬磁性材料 (2)软磁性材料 (3)矩磁性材料 分类： 新知学习 02 三.任务拓展 5.充磁与消磁 (1)充磁 ① 恒流充磁机 ②脉冲充磁机 (2)消磁 消磁就是将铁磁性材料去磁的过程 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 1.最早发现天然磁石矿具有吸引铁制物体性质的国家是（ ）。 A. 古埃及 B. 古希腊 C. 中国 D. 古罗马 答案：C 解析：文中提到远在两千多年以前，我国劳动人民最先发现天然磁石矿，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 2.下列关于磁极的说法正确的是（ ）。 A. 磁体只有一个磁极 B. 磁极是磁体磁性最弱的区域 C. 磁针指向南方的一端是 N 极 D. N 极和 S 极总是成对出现且强度相等 答案：D 解析：任何磁体都有两个磁极，N 极和 S 极总是成对出现并且强度相等，不存在独立的磁极，答案为 D。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 3.当用一个条形磁铁的 N 极靠近小磁针的 N 极时，会出现（ ）。 A. 小磁针静止不动 B. 小磁针被吸引 C. 小磁针被排斥 D. 小磁针的 S 极被吸引 答案：C 解析：同名磁极互相排斥，所以条形磁铁 N 极靠近小磁针 N 极时，小磁针 N 极会被排斥，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 4.磁场的方向是（ ）。 A. 由 S 极指向 N 极 B. 由 N 极指向 S 极 C. 磁感线上任意一点的切线方向 D. 与磁感线方向垂直 答案：C 解析：在磁场中某点放一个能自由转动的小磁针，小磁针静止时 N 极所指的方向，就是该点的磁场方向，也就是磁感线上任意一点的切线方向，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 5.发现通电导体周围存在磁场的科学家是（ ）。 A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 焦耳 答案：B 解析：1820 年，奥斯特从实验中发现通电导体周围存在磁场，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 6.通电螺线管磁场方向的判断方法是（ ）。 A. 用左手握住螺线管，大拇指指向电流方向，四指所指方向为磁场方向 B. 用左手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为磁场方向 C. 用右手握住螺线管，大拇指指向电流方向，四指所指方向为磁场方向 D. 用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为磁场方向 答案：D 解析：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向通电螺线管的 N 极，答案为 D。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 7.下列属于软磁性材料的是（ ）。 A. 钨钢 B. 钴钢 C. 硅钢片 D. 镍铁铁氧体 答案：C 解析：软磁性材料剩磁和矫顽力都很小，典型材料有硅钢片等，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 8.电磁铁主要由铁心、衔铁、线圈和（ ）组成。 A. 电源 B. 开关 C. 工作机构 D. 电阻 答案：C 解析：电磁铁主要由铁心、衔铁、线圈和工作机构组成，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 简答题 1.请简述安培定则（右手螺旋定则）的内容及应用场景。 答案： 内容：对于直线电流的磁场，用右手握住通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向；对于通电螺线管的磁场，用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向通电螺线管的 N 极。 应用场景：在判断通电导线周围磁场方向、通电螺线管的磁极等方面广泛应用，如设计电磁铁电路时确定其磁极方向，分析电动机、变压器等电磁设备中线圈产生磁场的方向等，帮助理解电磁现象和设备工作原理，对电工技术中涉及电磁的部分进行分析和设计。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 2.举例说明铁磁性材料在电子和电气设备中的应用，并解释其原理。 答案： 应用：在变压器中，采用相对磁导率高的硅钢片做铁心，可使变压器体积缩小、重量减轻；半导体收音机的天线线圈绕在铁氧体磁棒上，提高收音机灵敏度。 原理：铁磁性材料被磁化后，能增强磁场强度。如变压器中，铁心被磁化后能更好地集中和引导磁感线，减少能量损耗，提高变压器效率；收音机天线线圈绕在磁棒上，磁棒被磁化后增强了周围磁场，使天线能更好地接收微弱信号，提高收音机对信号的接收能力，从而提升灵敏度。 课堂小结 04 作业布置 05 1. 简述电磁铁在生产生活中的三种应用。 2. 画出条形磁铁和通电螺线管的磁感线。 3. 查阅资料了解一种新型电磁铁及其优势。 感谢观看 Lavf58.20.100 $$